PCIe基础知识

PCI-Express（peripheral component interconnect express）是一种高速串行计算机扩展总线标准，它原来的名称为“3GIO”，是由英特尔在2001年提出的，旨在替代旧的PCI，PCI-X和AGP总线标准。
与大多数总线一样，PCIe总线也包括电气属性和协议组成两部分。完整地了解PCIe是相对复杂的，所以从应用角度来讲，我先从基本的协议入手，对PCIe有个初步的认识。拓展学习可以参考官方协议规范文档《PCI Express Base Specification》。
PCIe 规范对于设备的设计采用分层的结构，有事务层、数据链路层和物理层组成，各层有都分为发送和接收两功能块。
在发送端，应用程序（设备核A）在事务层形成事务层包（TLP——Transaction Layer Package），储存在发送缓冲器里，等待推向下层。在数据链路层，在TLP 包上再串接一些附加信息，这些信息是对方接收TLP 包时进行错误检查要用到的，形成数据链路层包（DLLP——Data Link Layer Package）；在物理层，对DLLP 包进行编码，占用链路中的可用通道，从发送器发送出去。
在接收端，实际上是发送端的“逆”过程。如果说发送端是在不断组包，那么接收端就是不断的拆包，最后提取出有用的数据信息供B设备的应用程序使用。

整个过程实际上和以太网的过程很相似，都是在不同层级上进行数据的扩展。在FPGA的开发过程中，实际上从事务层到物理层都是封装好了的，组成标准IP核。用户通过IP核要求的总线协议（如AXI4-Stream）与之进行数据交换。